Mesh網(wǎng)絡(luò)即”無(wú)線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)”,是“多跳(multi-hop)”網(wǎng)絡(luò),是由ad hoc網(wǎng)絡(luò)發(fā)展而來(lái),是解決“最后一公里”問(wèn)題的關(guān)鍵技術(shù)之一。在向下一代網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的過(guò)程中,無(wú)線是一個(gè)不可缺的技術(shù)。無(wú)線mesh可以與其它網(wǎng)絡(luò)協(xié)同通信,是一個(gè)動(dòng)態(tài)的可以不斷擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),任意的兩個(gè)設(shè)備均可以保持無(wú)線互聯(lián)。
無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)實(shí)施中涉及到的關(guān)鍵技術(shù)主要包括:
1. 多信道協(xié)商
無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行多信道接入時(shí),網(wǎng)絡(luò)中的MP節(jié)點(diǎn)一次只能偵聽(tīng)一個(gè)信道,為了使用多信道,節(jié)點(diǎn)不得不在可用信道之間動(dòng)態(tài)切換,這就需要一種協(xié)調(diào)機(jī)制,保證通信的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)都工作在相同的信道上。
一種解決方法是將時(shí)間軸被劃分為信標(biāo)間隔,在每一個(gè)信標(biāo)間隔的開(kāi)始,建立一個(gè)叫做ATIM的時(shí)間窗口,并要求在ATIM時(shí)間窗口的起始時(shí)刻,網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)都被強(qiáng)制切換到相同的信道上。在ATIM窗口內(nèi),有數(shù)據(jù)需要發(fā)送的節(jié)點(diǎn)使用控制消息和接收端協(xié)商信道。
2. 信道分配
信道分配技術(shù)主要用于多信道無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)中多個(gè)信道的使用和管理,在保證網(wǎng)絡(luò)良好連通性的同時(shí),降低Mesh網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生信道沖突的概率,以提升網(wǎng)絡(luò)效率。與多信道協(xié)商技術(shù)不同的是,信道分配技術(shù)是從信道頻率資源劃分的角度,分配Mesh網(wǎng)絡(luò)中多個(gè)信道的使用,比如為MP間的互連定義一組信道而為MAP和Mesh STA間的互連定義另一組信道。
組劃分是一種常用的無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)信道分配方案,其將每個(gè)MP節(jié)點(diǎn)的所有鄰居節(jié)點(diǎn)進(jìn)行組劃分,然后每個(gè)組進(jìn)行信道的統(tǒng)一指定;每個(gè)組分配的信道則選擇節(jié)點(diǎn)沖突鄰域內(nèi)使用次數(shù)最少的信道進(jìn)行指定并保證組間的互連。
3. 網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)
網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)技術(shù)主要是用于Mesh網(wǎng)絡(luò)中新節(jié)點(diǎn)和鄰居節(jié)點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)以及建立相應(yīng)的信息列表。網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)主要是采用網(wǎng)絡(luò)掃描和列表維護(hù)的方式進(jìn)行,其中網(wǎng)絡(luò)掃描是指無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)中的MP節(jié)點(diǎn)通過(guò)主動(dòng)發(fā)送或監(jiān)聽(tīng)Beacon信號(hào)對(duì)其周圍的鄰居節(jié)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)聽(tīng),而列表維護(hù)則是把通過(guò)網(wǎng)絡(luò)掃描發(fā)現(xiàn)的屬于同一Mesh網(wǎng)絡(luò)的鄰居節(jié)點(diǎn)的信息加入列表中。如果發(fā)現(xiàn)的鄰居節(jié)點(diǎn)是新節(jié)點(diǎn),則其可以通過(guò)路由表被整個(gè)網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)。
4. 路由轉(zhuǎn)發(fā)
無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)的很多技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)來(lái)自于其Mesh網(wǎng)狀連接和尋路,而路由轉(zhuǎn)發(fā)的設(shè)計(jì)則直接決定Mesh網(wǎng)絡(luò)對(duì)其網(wǎng)狀連接的利用效率,影響網(wǎng)絡(luò)的性能。
常用的無(wú)線Mesh路由協(xié)議可參照Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議,幾種典型的路由協(xié)議包括:動(dòng)態(tài)源路由協(xié)議(DSR)、目的序列距離矢量路由協(xié)議(DSDV)、臨時(shí)按序路由算法(TORA)和Ad Hoc按需距離矢量路由協(xié)議(AODV)等。DSR是最常見(jiàn)的一種對(duì)等的基于拓?fù)涞姆磻?yīng)式自組織路由協(xié)議,它的特點(diǎn)是采用積極的緩存策略以及從源路由中提取拓?fù)湫畔?,通過(guò)比對(duì),實(shí)現(xiàn)路由創(chuàng)建。
5. Mesh安全
Mesh網(wǎng)絡(luò)特有的多跳自組織特性導(dǎo)致其特有的安全目標(biāo),例如Mesh節(jié)點(diǎn)間的雙向認(rèn)證;各跳端到端鏈路數(shù)據(jù)流量的機(jī)密性和完整性保護(hù);Mesh節(jié)點(diǎn)的接入控制和管理。為了針對(duì)性解決這些安全問(wèn)題,Mesh安全技術(shù)被提出。Mesh安全關(guān)聯(lián)(MSA,Mesh Security Association)則是一種常用的Mesh安全架構(gòu)。在MSA安全架構(gòu)中,密鑰體系是其核心。一個(gè)MP只有通過(guò)身份認(rèn)證后建立起一套密鑰體系才被允許在網(wǎng)絡(luò)中發(fā)起通信。
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